對2015年世界田徑錦標賽冠軍劉虹犯規(guī)技術(shù)的運動學研究

李厚林，高 聰，楊 陽，郭曉冬

對2015年世界田徑錦標賽冠軍劉虹犯規(guī)技術(shù)的運動學研究

李厚林1，高 聰2，楊 陽1，郭曉冬1

為了改進奧運會冠軍劉虹的比賽技術(shù)，主要運用生物力學測試法對我國世錦賽冠軍劉虹競走犯規(guī)技術(shù)進行運動學對比研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：劉虹技術(shù)犯規(guī)都是騰空犯規(guī)，犯規(guī)警告在前半程變速提速階段、變速體能調(diào)整階段和超高速階段。劉虹步長和步長/身高偏小，高速走步長縮短；頭部起伏距離大、犯規(guī)階段頭部起伏距離過大；最大騰空時間過長是造成犯規(guī)的主要因素；垂直膝關(guān)節(jié)角度保持能力強，但是低速走擺動腿膝關(guān)節(jié)角度偏大是劉虹造成技術(shù)犯規(guī)的主要因素。建議劉虹加強髖部靈活性和身體協(xié)調(diào)性訓(xùn)練。

運動學；犯規(guī)技術(shù)；競走

競走項目是田徑項目具有專門裁判技術(shù)判罰比賽項目，因此，在競走比賽不但需要具有良好的體能能力，還要具有規(guī)范的比賽技術(shù)。2016年羅馬競走世界杯女子20公里比賽運會意大利運動員嬌嬌最后進入通道前被取消比賽資格。競走技術(shù)成為競走項目的生命線，即便主場作戰(zhàn)也不能存有僥幸心理。2015年北京世界田徑錦標賽女子20公里上，劉虹以1:27:45成績獲得冠軍，劉虹被七名國際競走裁判出示5次黃牌騰空警告，70%裁判認為劉虹的技術(shù)存在隱患。世錦賽第三名為葡萄牙運動員Lyudmyla Olyanovska 以1:28:13成績獲得銅牌，但是，她整個比賽過程沒有警告和嚴重警告。針對劉虹競走技術(shù)進行運動學分析，找出劉虹技術(shù)犯規(guī)的主要問題進行解決極為重要。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本文以北京世界田徑錦標賽冠軍劉虹競走技術(shù)為研究對象，對劉虹參加2015年北京世界田徑錦標賽女子20公里比賽技術(shù)進行錄像采集，獲取研究資料，分析犯規(guī)技術(shù)的變化特點，找出競走技術(shù)主要問題。

1.2 研究方法

1.2.1 專家訪談法

針對本研究所涉及的競走技術(shù)和不同速度下的技術(shù)問題，與國家隊主要教練、顧問、科研人員、醫(yī)務(wù)人員和管理人員進行了探討，也與運動員進行了反饋。還利用2016年黃山選拔賽的機會針對劉虹的技術(shù)與會同執(zhí)教的意大利教練員達米拉諾與國際競走裁判進行了探討，使得本研究結(jié)論更為客觀。

1.2.2 生物力學測量法

科研團隊科研人員在科技攻關(guān)服務(wù)過程中，在技術(shù)方面公關(guān)過程中對北京世錦賽女子20公里比賽技術(shù)進行了視頻數(shù)據(jù)采集和數(shù)字化處理。2015年8月28日上午對北京世錦賽女子20公里比賽使用兩部CASIO-FH25攝像機進行拍攝。拍攝范圍是以競走運動員比賽主要通過點為中心的平面約4×6m范圍，比賽開始和比賽結(jié)束后拍下Peak三維標定框架，機高1.10m，攝像機和攝像頭距離比賽路線的中心的距離約為14.5m，拍攝頻率為120場/秒，兩臺攝像機主光軸夾角約為100°(現(xiàn)場拍攝圖1)。

圖1 2015北京世錦賽女子20公里競走比賽現(xiàn)場拍攝標定框架

使用美國ARIAL公司的 APAS三維運動技術(shù)解析系統(tǒng)進行，通過采用日本松井秀治人體慣性參數(shù)模型，并依據(jù)人體模型標準和研究需要選取21個關(guān)節(jié)點，對劉虹競走技術(shù)過程進行解析，在平滑過程中以關(guān)鍵時相和運動趨勢為平滑依據(jù)，采用低濾波法平滑處理，根據(jù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)運動的合理性，選擇平滑系數(shù)為7，獲取研究所需參數(shù)的原始數(shù)據(jù)指標。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法

通過對視頻技術(shù)進行圖像解析，獲取原始運動學數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，使用Microsoft Excel 2003進行平均數(shù)、標準差等運算。對運動員競走技術(shù)運動學指標進行統(tǒng)計整理，獲取研究分析的基礎(chǔ)資料。

1.2.4 比較分析法

本文通過對劉虹比賽速走技術(shù)參數(shù)與葡萄牙運動員Lyudmyla Olyanovska關(guān)鍵技術(shù)進行對比研究，并結(jié)合劉虹的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)進行橫向?qū)Ρ扰c分析，找出劉虹技術(shù)犯規(guī)的關(guān)鍵之處，提高研究的價值與意義。

表1 女子20公里競走主要技術(shù)指標統(tǒng)計表

2 結(jié)果與分析

2.1 比賽技術(shù)犯規(guī)速度變化特點

從劉虹的犯規(guī)警告階段來看，劉虹騰空犯規(guī)警告出現(xiàn)第6公里、第9公里、第13公里、第18公里和第20公里5個單公里分段階段。

從犯規(guī)階段比賽速度情況來看，第六公里處于前半程速度最快階段，由于從第五公里從4:28/km速度快速提高到4:18/km速度，第六公里的平均速度相當于1小時26分水平，這個速度比劉虹個人平均速度快00:05/km，也是劉虹第三好成績的比賽速度。另外1公里內(nèi)速度提高了00:10/km，速度變化過大也是造成技術(shù)變化的因素之一。第二次警告出現(xiàn)在第九公里段落，第九公里時間為4:28/km；劉虹比賽速度從第七公里快速走(4:20/km)調(diào)整到4:28/km的速度，經(jīng)過三公里超比賽速度的持續(xù)競走，身體體能有了負荷反應(yīng)，打破了身體機能的動態(tài)平衡狀態(tài)，比賽技術(shù)與前程低速走技術(shù)比較出現(xiàn)了差異；劉虹在3公里比賽中比Lyudmyla Olyanovska領(lǐng)先了29s，劉虹身體出現(xiàn)了高速變速不適反應(yīng)，導(dǎo)致技術(shù)變化，連續(xù)高速變速走也是競走比賽技術(shù)的危險階段。第三次警告出現(xiàn)在第十三公里，這個階段也是劉虹調(diào)整階段，通過前階段的變速，已經(jīng)形成了領(lǐng)先優(yōu)勢，導(dǎo)致主要對手降速調(diào)整，劉虹本身的體能的穩(wěn)定性也受到影響，盡管經(jīng)過兩公里的調(diào)整，但是，身體狀態(tài)依然沒能恢復(fù)到比賽技術(shù)需要水平，經(jīng)過兩公里的調(diào)整才得以恢復(fù)，比賽技術(shù)犯規(guī)一方面受到比賽速度的影響，另一方面受到比賽體能狀態(tài)的影響。第四次和第五次警告在第18公里和第20公里，速度分別為4:11/km和4:12/km，比比賽平均速度高了4.8%，相當于20公里競走1:23:40水平，已經(jīng)遠遠超過劉虹創(chuàng)造了的1:24:38的世界紀錄平均速度，超高速度走也是競走技術(shù)的高危階段。

劉虹技術(shù)犯規(guī)出現(xiàn)在前半程變速提速階段、變速體能調(diào)整階段和超高速階段，因此，三種階段是競走技術(shù)的變化的危險階段。劉虹整體速度階段為前半程變化大，后程高速沖刺走；Lyudmyla Olyanovska前程速度穩(wěn)定遞增，后程高速沖刺走的速度特點。

2.2 比賽犯規(guī)技術(shù)步長變化特點

從步長來看(表1)，劉虹和Lyudmyla Olyanovska最大步長為1.11m和1.14m，最小步長分別為1.06m和1.08m，平均步長1.08m和1.12m；劉虹的步長小于Lyudmyla Olyanovska；從身高步長比值來看，劉虹和Lyudmyla Olyanovska最大步長分別為0.689和0.679，最小步長分別為0.658和0.643，平均相對步長分別為0.67和0.667；從相對步長來看，劉虹與Lyudmyla Olyanovska步長/身高比相當，但是小于世界優(yōu)秀運動員卡尼斯金娜0.716還大步長/身高比，因此，劉虹步長還有增大空間。Lyudmyla Olyanovska步長并不是技術(shù)規(guī)范的主要因素。

從具體步長來看(表1)，劉虹第6公里的速度提高到4:18/km；步長為1.08m；但是，她第5公里4:28/km速度步長為1.08m，速度提高后步長增大不足也是導(dǎo)致犯規(guī)的因素之一，劉虹速度提高主要是步頻提高，步長提高不足，根據(jù)俄羅斯的研究結(jié)果，優(yōu)秀運動員速度的提升是步長與步頻同步提升的結(jié)果。從第18公里和第20公里的步長來看，劉虹的步長分別為1.08m和1.09m，這個步長第14公里1.10m和第15公里1.11m的步長相比，步長都縮短了2cm，劉虹速度提高后步長不但沒有出現(xiàn)步長相應(yīng)提高，反而步長縮短，影響了比賽技術(shù)；劉虹在后程體能消耗后步長下降仍然是影響技術(shù)的主要因素，要注意后程加速動作幅度的增大。Lyudmyla Olyanovska整個比賽過程中步長都在1.10m以上，較大的步長也是技術(shù)犯規(guī)的因素。

2.3 比賽犯規(guī)技術(shù)頭部起伏變化特點

頭頂起伏距離是裁判在遠處判罰運動員技術(shù)犯規(guī)的主要預(yù)判依據(jù)。從頭部垂直起伏距離變化來看(表1)，劉虹平均頭部垂直起伏距離為0.117m；Lyudmyla Olyanovska平均頭部垂直起伏距離都是0.116m，劉虹身高比Lyudmyla Olyanovska低0.07m，劉虹的頭部相對起伏距離大也是造成競走比賽技術(shù)被判罰犯規(guī)的因素之一。

從具體值來看(表1)，劉虹犯規(guī)警告的第9公里、第18公里和第20公里階段，頭頂起伏高度分別為0.13m.0.14m和0.13m,都大于重心起伏平均值，頭頂起伏大，比賽過程中身體重心運行不平穩(wěn)是技術(shù)犯規(guī)的因素之一。世界優(yōu)秀運動員卡尼斯金娜一般控制在0.11m以下頭頂起伏距離。劉虹最大頭部距離起伏0.14m，Lyudmyla Olyanovska最大頭部起伏距離達到0.13m,劉虹頭部起伏距離大于Lyudmyla Olyanovska，劉虹0.13m的起伏距離有八個公里分段，其中有三個分段被判罰警告；而Lyudmyla Olyanovska只有4個公里分段頭頂起伏距離為0.13m，劉虹對身體重心不如Lyudmyla Olyanovska好。

2.4 比賽犯規(guī)技術(shù)騰空時間變化特點

騰空判罰是競走技術(shù)判罰的主要犯規(guī)性質(zhì)之一。劉虹世錦賽比賽中犯規(guī)性質(zhì)5次黃牌警告全是騰空警告，因此，騰空時間是騰空犯規(guī)的評價指標之一。

從騰空時間來看(表1)，劉虹平均騰空時間為59ms，Lyudmyla Olyanovska騰空時間為48ms，研究認為競走運動員模糊判罰時間為42-60ms，競走運動員比賽中騰空時間長于60ms為可見判罰，短于42ms為不可見判罰；劉虹和Lyudmyla Olyanovska騰空時間處于模糊判罰的范圍之內(nèi)，但是，劉虹處于模糊判罰時間的上限；而Lyudmyla Olyanovska處于模糊判罰的下限，也是導(dǎo)致劉虹比賽技術(shù)被多次警告的原因。

從最大值來看(表1)，劉虹最大騰空時間為71ms，劉虹有6個分段公里騰空時間在60ms以上，已經(jīng)超過了模糊判罰時間；而Lyudmyla Olyanovska最大騰空時間為59ms與劉虹的平均騰空時間相同，最大騰空時間處于模糊判罰范圍，較短的騰空時間是Lyudmyla Olyanovska的技術(shù)優(yōu)勢。

從最小值來看(表1)，劉虹最短騰空時間為50ms，處于肉眼視覺的模糊判罰時間范圍；而Lyudmyla Olyanovska最短騰空時間為38ms，其中有6個分段公里騰空時間處于42ms以下，處于模糊判罰的時間下限以下，比賽中騰空時間相對非常安全；劉虹騰空時間主要處于模糊判罰與騰空判罰的時間范圍，而Lyudmyla Olyanovska騰空時間主要處于不可見騰空時間和模糊判罰的時間范圍，較短的騰空時間是Lyudmyla Olyanovska的技術(shù)優(yōu)勢。

2.5 比賽犯規(guī)技術(shù)膝關(guān)節(jié)角度變化特點

大腿重疊膝關(guān)節(jié)角度是反應(yīng)擺動腿放松水平的主要指標，也是騰空判罰的輔助指標，膝關(guān)節(jié)角度過小會容易被判罰騰空犯規(guī)。

從膝關(guān)節(jié)角度來看(表1)，劉虹垂直膝關(guān)節(jié)角度平均為107.6°，Lyudmyla Olyanovska膝關(guān)節(jié)角度平均為111.7°，競走優(yōu)秀運動員常速走膝關(guān)節(jié)角度大于110°，高速走膝關(guān)節(jié)角度在100°以上。劉虹低速走中膝關(guān)節(jié)角度10個分段中有6個分段速度處于小于110°，大于100°，低速走劉虹的小腿后撩較大；第九公里劉虹被判罰騰空警告膝關(guān)節(jié)角度為110.6，處于優(yōu)秀運動員臨界值，也是被判罰警告的主要原因。Lyudmyla Olyanovska低速走12個分段中，有11個分段垂直膝關(guān)節(jié)角度大于110°，因此，低速走中，Lyudmyla Olyanovska擺動腿放松技術(shù)水平高。

從高速走來看(表1)，劉虹有6個分段速度屬于高速走范圍，其中劉虹第九公里膝關(guān)節(jié)角度為110.6°，其它9個分段膝關(guān)節(jié)角度都處于110°-100°之間，盡管劉虹垂直膝關(guān)節(jié)角度較小，但是，高速走垂直膝關(guān)節(jié)角度小并不是被犯規(guī)警告的主要因素。Lyudmyla Olyanovska8個低速走分段中，有6個分段垂直膝關(guān)節(jié)角度大于110°，有2個分段垂直膝關(guān)節(jié)角度介于110°-100°，Lyudmyla Olyanovska高度走中垂直膝關(guān)節(jié)角度處于優(yōu)秀運動員低速走的范圍，擺動腿放松水平更高。

3 結(jié)論與建議

3.1 劉虹技術(shù)犯規(guī)都是騰空犯規(guī)，犯規(guī)警告在前半程變速提速階段、變速體能調(diào)整階段和超高速階段。

3.2 劉虹步長偏小，步長/身高與世界優(yōu)秀運動員相當，但是與世界頂級技術(shù)運動員還有差距，技術(shù)警告階段步長變短，需要提高速度提高時步長保持能力。

3.3 劉虹全程平均頭部起伏距離大、犯規(guī)階段頭部起伏距離明顯增大，造成競走比賽技術(shù)被判罰犯規(guī)。

3.4 劉虹騰空時間偏長，最大騰空時間過長是造成犯規(guī)的主要因素；騰空時間介于模糊判罰時間范圍和模糊判罰時間上限以上；世界優(yōu)秀運動員騰空時間介于模糊判罰時間范圍和模糊判罰時間下限一下。

3.5 劉虹垂直膝關(guān)節(jié)角度保持能力強，但是低速走擺動腿膝關(guān)節(jié)角度偏大是劉虹造成技術(shù)犯規(guī)的主要因素；高速走走垂直膝關(guān)節(jié)較為合理。

3.6 建議劉虹加強髖部靈活性和身體協(xié)調(diào)性訓(xùn)練，控制騰空時間、縮小身體重心起伏、比賽加速保持步長，改進低速走擺動腿放松水平，控制膝關(guān)節(jié)角度。

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KinesiologyStudyontheFoulTechniqueof2015WorldAthleticsChampionshipChampionLiuHong

Li Houlin1, Gao Cong2,Yang Yang1,Guo Xiaodong1

In order to improve the technique of Olympic Champion Liu Hong, this paper mainly uses biomechanical test method to make comparative research on the foul technique of Beijing World Athletics Championship champion Liu Hong. Results show that: all her fouls are lifting fouls, and warning occurs during first half speed changing and acceleration phase, adjusting speed changing phase, and hyper acceleration phase. The main factors for her foul are due to short step length and step/height ratio. Long head fluctuation distance, too long in foul phase. The main cause is long max lifting time. Her vertical knee ankle holding ability is strong, while lag and knee movement angle is too large. It is suggested that Liu Hong should enhance hip flexibility and body coordination training.

kinesiology; foul technique; race walking

北京市教育委員會：科技創(chuàng)新服務(wù)能力建設(shè)-科研水平提高定額-體育教育訓(xùn)練學理論與實踐研究(科研類)資助(項目編號：PXM2017_014206_000017)

李厚林(1977-)，男，山東濟寧人，副教授，博士，研究方向：田徑教學與訓(xùn)練。

1.首都體育學院 ，北京 100191 Capital University of Physical Education and Sports, Beijing 100191, China. 2.西安體育學院，陜西 西安 710068

G821

：A

：1005-0256(2017)09-0017-3

10.19379/j.cnki.issn.1005-0256.2017.09.008